3.Литературный поиск, выбор принципиальной компановочной схемы проектируемой машины.

В результате литературного поиска был проведен анализ и сравнение широкого ряда существующих конструкций автопоездов автощеповозов. Их технические характеристики приведены в табл.1.

Таблица 1.

Модель МКДС-4107
Тип базового шасси	КАМАЗ 53229
Тип привода	гидравлический
Тип захвата	тросовый
Объем контейнера м.куб.	23
Рабочее давление в гидросистеме, МПа	19
Масса щеповоза снаряженного, кг	10892
Масса вывозимой щепы, кг	12868
Масса щеповоза полная, кг	24000
Распределение полной массы щеповоза по осям, кг :
— на переднюю ось	6000
— на заднюю тележку	18000
Габаритные размеры,мм:
— длина (без контейнера/ с контейнером)	7620/7900
— ширина	2500
— высота (без контейнера/ с контейнером)	3010/3480
Модель МСКС-2
Тип базового шасси	КАМАЗ 53229
Тип привода	гидравлический
Тип захвата	тросовый
Объем контейнера м.куб.	27
Рабочее давление в гидросистеме, МПа	19
Масса щеповоза снаряженного, кг	10892
Масса вывозимой щепы, кг	12868
Масса щеповоза полная, кг	24000
Распределение полной массы щеповоза по осям, кг :
— на переднюю ось	6000
— на заднюю тележку	18000
Габаритные размеры,мм:
— длина (без контейнера/ с контейнером)	7575 / 7920
— ширина	2500
— высота (без контейнера/ с контейнером)	2750 / 3545
Volvo FH 12
Тип двигателя	дизель
Мощность двигателя, л/с	500
Колёсная формула	6х2
Экологичность	euro 3
Объём перевозимой щепы, м.куб.	46
Тип выгрузки	задняя с помощью цепей

Продолжение табл.1.

Mersedes 2540 DNA
Тип двигателя	дизель
Мощность двигателя, л/с	400
Колёсная формула	6х2
Экологичность	euro 2
Объём перевозимой щепы, м.куб.	32
Тип выгрузки	самосвальная
Scania R144
Тип двигателя	дизель
Мощность двигателя, л/с	530
Колёсная формула	6х2
Экологичность	euro 2
Объём перевозимой щепы, м.куб.	41
Тип выгрузки	боковая с помощью цепей

Приведенные в табл.1 автощеповозы применяются с различными прицепами, предназначенными для транспортировки щепы (все они самовыгружающиеся).

Для транспортировки щепы также могут применяться специализированные полуприцепы в составе автопоездов. Технические характеристики некоторых из них приведены в табл.2.

Таблица 2.

Технические характеристики полуприцепов-щеповозов.

МАЗ 959506-030
Внутренние размеры платформы, мм	6 800х2 300х1 050
Площадь платформы, кв.м	19,85
Объем кузова, куб.м	40
Высота седла, мм	1 370
Грузоподъёмность, кг	24 000
Масса снаряженного полуприцепа, кг	8 500
Полная масса полуприцепа, кг	32 500
Распределение полной массы, кг:
— на седельное устройство тягача	14 500
— на тележку	18 000
Подвеска	рессорная
Количество колёс	8+1, дисковые
Размер шин	12,00R20
EKERI
Вместимость контейнера, м.куб.	73
Количество колёс	12+1
Способ выгрузки	движущийся пол

Продолжение табл.2.

УРАЛ 9308-010
Масса перевозимого груза, кг	15000
Масса снаряженного полуприцепа, кг	5200
Полная масса, кг	20200
Нагрузка от полуприцепа полной массой:
на седельное устройство тягача, кг	10200
на дорогу через шины полуприцепа, кг	10000
Число колёс, шт	4+1
Шины	320-508
Объём кузова:
с надставными бортами, куб.м	40
без надставных бортов, куб.м	28
Подвеска	рессорная
Гидропродъёмник	телескопический
Тягач	МАЗ, КамАЗ гидрофицированный
Тип разгрузки	назад

Принципиально все приведенные транспортные средства можно разделить на:

1. самозагружающиеся со съёмными контейнерами. Недостатками является увеличение эксплуатационной массы и высокая цена. Преимущества – отсутствие дополнительного оборудования в местах погрузки и практически полное отсутствие простоев под зугрузку.

2. загружаемые различными погрузчиками. Недостаток – необходимость наличия погрузчиков и других средств загрузки кузовов, а так же наличие значительных простоев на загрузку.

Подводя итог проделанной работе можно констатировать, что вывозку щепы осуществляют не только автомобилями, но и автопоездами. Проведём их сравнение:

а) на вывозке щепы применяется автомобиль-щеповоз, представляющий собой длинно рамный автомобиль (рис.1а). Его недостатком является меньший, по сравнению с автопоездами, объём контейнера (30-48 м.куб.), а значит и нагрузка на рейс. Однако эта машина имеет высокую проходимость, отсутствие прицепа делает её манёвренной. Поэтому при заготовке щепы в лесу, такой щеповоз является оптимальным для её вывозки, так как отвечает основным требованиям, предъявляемым к лесным машинам.

б) на вывозке щепы применяется автопоезд в составе щеповоза с прицепом, предназначенным для перевозки щепы (рис. 1.б). Включение прицепа в состав автопоезда значительно (в 1,6-2,0 раза) увеличивает нагрузку на рейс, делая этот способ вывозки предпочтительным. Однако, у такого автопоезда значительно ниже эксплуатационные свойства (проходимость, манёвренность), поэтому его применение ограничивается в зависимости от категории дорог, обеспечивающих подъезд к местам загрузки.

в ) на вывозке щепы применяется автопоезд в составе седельного тягача и самосвального полуприцепа. Данный автопоезд имеет объём прицепа порядка 80 м.куб., но очень низкие показатели манёвренности и проходимости, что делает его применение на вывозке щепы из леса практически невозможным.

Рис.1.Варианты исполнения щеповозов.

Выбор системы машин и технологии зависит от материально-технической базы предприятия и особенностей разрабатываемых лесосек.

Анализ общих конструктивных особенностей щеповозов позволяет установить их влияние на эксплуатационные свойства и эффективность использования автомобилей в различных дорожно-климатических условиях. Поэтому целесообразно рассмотреть конструктивные специфические решения, присущие щеповозам, в том числе отдельным агрегатам и узлам, применение которых обеспечивает реализацию высоких эксплуатационных свойств.

Принимая во внимание данное обстоятельство и многочисленность моделей грузовых автомобилей, рассмотрим используемые при их создании общетехнические решения на примерах наиболее характерных моделей. Важнейшим из этих решений является общая компоновка автомобиля, так как от нее в значительной степени зависят его эксплуатационные свойства. Компоновка определяет габаритные размеры автомобиля, распределение массы по осям, условия работы водителя, приспособленность к проведению ТО и ремонта, устойчивость движения, проходимость, грузовместимость и другие показатели, характеризующие эффективность использования автомобиля.

Под общей компоновкой понимают главным образом сочетание расположения двигателя, грузовой платформы и кабины. Различают схемы общей компоновки грузовых автомобилей при следующем расположении кабины: за двигателем; над двигателем; перед двигателем; надвинутом на двигатель (спереди или сзади).

На начальном этапе создания грузовых неполно-приводных моделей общая компоновка повторяла традиционную компоновку автомобилей того периода и выполнялась по схеме «кабина за двигателем» (ЗИЛ-157К, большинство зарубежных автомобилей). Такая компоновка имеет ряд преимуществ, основными из которых являются:

• небольшая габаритная высота,

• хорошая доступность двигателя для его обслуживания,

• размещение кабины в зоне наименьших колебаний подрессоренной массы,

• простота конструкции системы управления автомобилем,

• высокая степень унификации с неполно приводными автомобилями такой же грузоподъемности.

Последнее обстоятельство в условиях массового производства имеет большое значение. Поэтому компоновка расположения кабины за двигателем применяется и на современных автомобилях. Однако этой компоновке присущи определенные недостатки. Прежде всего, под грузовую платформу высвобождается меньшая часть длины автомобиля, в связи, с чем грузовместимость получается хуже, чем у автомобилей с расположением кабины над двигателем.

Кроме того, если кабина находится за двигателем, нагрузка на переднюю ось значительно меньше и составляет в зависимости от типа автомобиля 22-35 % полной снаряженной массы трехосных автомобилей и до 40 % - двухосных. Поскольку многие автомобили делают односкатными (с однорядным расположением колес на всех осях), а для обеспечения хороших тягово-скоростных свойств автомобиля и высокой надежности шин требуется примерно одинаковая нагрузка на все колеса, т. е. равномерное распределение массы по осям, то, очевидно, что выполнить это условие для двухосного полно приводного автомобиля практически невозможно. Поэтому двухосные автомобили с компоновкой кабины за двигателем являются исключением.

У трехосных грузовых автомобилей равномерное распределение массы по осям можно получить практически при любой схеме компоновки. При расположении кабины за двигателем (или с кабиной, несколько надвинутой на двигатель) можно получить более равномерное распределение массы на оси. У трехосных автомобилей с односкатными колесами при компоновке кабины над двигателем передняя ось может быть несколько перегружена.

При компоновке кабины над двигателем, чтобы исключить перегрузку передней оси, иногда грузовую платформу автомобилей несколько сдвигают назад от кабины и высвобождающееся пространство используют для размещения агрегатов систем двигателя (воздухоочистителя, аккумуляторных батарей и т. п.), запасных колес, инструмента и принадлежностей или делают удлиненную кабину со спальным местом. Комфортабельность такой кабины несомненна, однако полезная длина автомобиля (под грузовую платформу) используется нерационально.

Рабочее место водителя в грузовом автомобиле при компоновке кабины над двигателем расположено практически над передней осью или несколько впереди нее, т. е. в зоне интенсивных вертикальных колебаний. Чтобы предотвратить вредное воздействие вибрации на водителя при такой компоновке, сиденье водителя выполняют, как правило, с дополнительным подрессориванием.

Компоновка кабины перед двигателем имеет определенные преимущества по сравнению с рассмотренными компоновками. При такой компоновке можно получить небольшой габаритной размер по высоте при хорошей обзорности с места водителя, удовлетворительное распределение массы по осям и высокий уровень унификации автомобилей с колесными формулами 6×4, 4x4, 6x6. Однако сложнее доступ к двигателю и к коробке передач при их обслуживании, хуже показатели плавности хода, сложнее конструкция обслуживающих систем двигателя и приводов управления автомобилем, меньше длина грузовой платформы. Тем не менее, перечисленные преимущества компоновки кабины перед двигателем предопределили достаточно широкое ее применение на последних моделях неполноприводных автомобилей. В частности, такая общая компоновка применена на большегрузных многоосных автомобилях МАЗ, на автомобилях фирмы МАN.

Поскольку всем трем типам компоновок присущи определенные недостатки, их стремятся свести к минимуму путем сближения кабины и двигателя при сохранении высоты расположения рабочего места водителя, т. е. получить компоновку, при которой кабина надвинута на двигатель спереди или сзади. Благодаря этому обеспечиваются: лучшие условия работы водителя, свободный доступ к двигателю; условия использования значительной части длины рамы под грузовую платформу.

Общей тенденцией создания новых грузовых автомобилей является переход к более рациональной компоновке совмещения (сближения) расположения кабины и отделения силовой установки. Из общих решений, существенно влияющих на эксплуатационные свойства грузовых автомобилей, следует отметить взаимное расположение осей по базе.

На основании этих данных можно сделать вывод, что компоновочная схема трёхосного автомобиля МАЗ является одной из самых рациональных (схема с задней балансирной тележкой и с кабиной расположенной над двигателем).

Подытоживая все вышеперечисленные факторы можно сделать вывод, что наиболее рациональной схемой компоновки будет следующая: схема автомобиля с задней балансирной тележкой и с кабиной расположенной над двигателем; система “мультилифт” с расположенным на ней контейнером смещены немного назад; контейнер выступает за габариты автомобиля (в пределах разрешённой длины о диночного транспортного средства).

Рис.2.Принципиальная компоновочная схема проектируемой машины